文档介绍：南京理工大学
硕士学位论文
自动售票机整机结构的有限元分析与优化设计
姓名:周明星
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:吴志林
20090525
摘要关键词:自动售票机,模态分析,瞬态响应,频率响应,拓扑优化本文主要针对自动售票机整机结构进行了有限元计算分析以及结构优化设计。根据自动售票机的结构特点以及工作环境,建立了有限元分析模型,完成了前开门结构自动售票机的静力学、拓扑优化、模态、瞬态和频率响应等方面的研究,提出了改进方案。主要研究内容和成果包括:根据自动售票机的实际模型和有限元理论,对自动售票机前门、铰链、机身等结构进行了必要的处理,并运用砑⒘讼晗傅挠邢拊DP汀对自动售票机进行了静态分析,获得了关键部位的应力应变数据。根据结构的分析结果和实际生产情况,岢隽思傅憔哂惺导使こ逃τ玫慕ㄒ椋骨懊抛畲笙鲁位移减小%左右。采用优化软件,对自动售票机前门框架和设备支架进行了以质量为目标函数的拓扑优化设计,,获得了其固有频率和振型,同时提出了对模型的改进方案,避免自动售票机在地铁运行时出现共振现象。对自动售票机在地铁站的振动和冲击条件下的瞬态响应和频率响应进行了计算分析,获得自动售票机位移和应力的时间历程以及位移和加速度的频率响应曲线。自动售票机整机结构的有限元分析与优化设计硕士论文
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研究生签名:』坦呵引腓伊尹年舌月柏研究生签名:膀炖ァ声学位论文使用授权声明明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或中作了明确的说明。南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。
髀研究背景与意义在地铁交通系统中,铁道交通自动售票检票系统,简称是轨道交通综合自动化业务系统的重要组成部分,而自动售票机虺芓蚴茿中一个关键组成部分自动售票机作为地铁交通系统的一个重要组成部分,其效率高,节省时间,快速分流乘客,因而其需求量也就越来越大【。然而现有的全国各地铁系统的自动售票机大都来自于国外,不仅需要巨额外汇,而且备品、配件都要长期依赖国外,这将使我国地铁的安全运营、日常维修处于受制于入的局面【浚虼俗远燮被殉晌不可改变的一种趋势。南京理工大学已经跟南京某股份有限公司合作,共同研发适合我国地铁环境的自动售票机。本论文就是结合自动售票机系统进行自动售票机的有限元分析与优化设计,在自动售票机的国产化进程中提供参考与技术支撑。自动售票机一般可分为前开门方式和后开门方式两种。从使用上来讲:前开门方式的机器布置灵活,可以靠墙放置,也可以背靠背放置,这样能够合理利用空间,摆放美观;而后开门方式的机器在设置时必须在机器后面留出一段距离,供日常运营维护操作之需。所以不能够靠墙放置,不能够背靠背放置,不方便设置,浪费空间,摆放不美观。从造价上来看:前开门方式机器制造复杂,难度大,成本高;后开门方式制造简单,成本低。前开门方式造价高主要体现在:前门结构复杂程度增加、加工装配的难度增加、对使用的内部功能模块要求提高。但综合以上两种开门方式机器的优缺点。虽然前开门方式机器在机器造价方面成本高,但地铁站内空间建设成本更高,所以选择前开门式自动售票机。前开门式自动售票机整体结构全部由钣金件组成,由于钣金件通常具有表面积大、厚度小的结构特点,因而钣金件的结构刚性一般较差【,再加上地铁站的振动环境,所以就存在前门、机身变形的问题,甚至出现前门无法关闭的现象。此问题在先前的使用过程中已经有影响正常使用的实例,并且投入的维修费用非常昂贵,因此对其进行研究分析将是一个非常迫切的任务同时也具有重要的工程实际意义。随着计算机技术和数值计算方法的发展【,其理论分析的条件和方法已经相当成熟【。本文就是通过有限元方法来计算前开门结构自动售票机在地铁工作环境中的变形及频率响应。通过建立自动售票机的有限元模型,对研究的自动售票机进行了静态强度、刚度分析、模态、瞬态响应和频率响应分析,同时进行结构优化,提出结构改进方案,使产品的设计可信度更高,产品开发周期大大缩短,降低了研制费用。硕士论文自动售票机整机结构的有限元分析与优化设计。
国内外研究现状本课题运用有限元方法,解决自动售票机的结构设计和实际使用中遇到的问题。下面先大概介绍一下姆⒄棺纯觥诓房7ⅰ⒀兄萍吧杓浦兴允境龅奈抻肼妆鹊挠旁叫裕蛊涑晌O执工业